История
Начало работ над истребителем пятого поколения
В 1981 году ВВС США сформировали требование к новому реактивному истребителю завоевания превосходства в воздухе — передовому фронтовому истребителю (ATF), который должен был заменить F-15 Eagle. Новый истребитель должен был включать в себя все новейшие разработки, включая передовую авионику, новые двигатели с цифровым управлением, а также должен быть малозаметным для радаров и многофункциональным.
В июле 1986 года было объявлено начало конкурса на проект истребителя пятого поколения. В октябре того же года были отобраны две команды — Lockheed/Boeing/General Dynamics и Northrop/McDonnell Douglas, которые в течение 50 месяцев должны были создать новый истребитель. К 1990 году каждая команда построила по два прототипа самолётов — YF-22 и YF-23. На разработку самолётов ATF к концу 80-х годов были затрачены огромные средства, поэтому компаниям пришлось отказаться от РЛС бокового обзора, оптико-локационной станции и системы предупреждения о ракетном нападении (на самолётах F-22 устанавливается система AN/ALR-94). Требования к самолёту были снижены, чтобы избежать увеличения стоимости программы разработки, а затем и серийных самолётов[11].
23 апреля 1991 года ВВС США объявили группу компаний Lockheed/Boeing/General Dynamics победителем в конкурсе на истребитель пятого поколения.
F-22 Raptor
F-22 Raptor, взлетающий с авиабазы «Андерсен»
Первая предсерийная машина поднялась в воздух 7 сентября 1997 года. По сравнению с опытным образцом, F-22 оснащался более мощными двигателями (15876 кгс против 13900 на прототипе) с управляемым в вертикальной плоскости вектором тяги, планер самолёта был частично изменен: изменилась форма крыла, рулей высоты, носового обтекателя, фонарь кабины пилота был перемещен вперед[12].
Серийное производство самолёта началось в 2001 году. 14 января 2003 года первый F-22 поступил на военную базу «Неллис», находящуюся в пустыне Невада. К 2004 году был построен в общей сложности 51 самолёт. В 2006 году на новые истребители впервые полностью перешла боевая часть — 27-я эскадрилья тактических истребителей, дислоцирующаяся на авиабазе Лэнгли.[13]
В 2006 году планировалось закупить 384 самолёта для оснащения семи эскадрилий боевого дежурства, в 2008 году план закупки сократился до 188 самолётов, 127 из которых были уже построены. Экономический кризис и огромная стоимость самолёта заставили правительство США отказаться от закупок данного самолёта и сделать упор на программу F-35.
21 января 2009 года группа конгрессменов США направили президенту Бараку Обаме письмо, в котором доложили о распространении ЗРК С-200/300 по всему миру, как главном аргументе о продолжении производства истребителей F-22 Raptor[14].
В июле 2009 года Сенат США проголосовал за сокращение военного бюджета 2010 года на сумму 1,75 млрд долларов, выделенных на производство многоцелевых истребителей пятого поколения F-22 Raptor[15].
Особенности самолёта
В основу проектирования самолёта положен принцип обеспечения повышенной выживаемости за счёт реализации принципа «First look — first kill» (первый обнаружил — первый поразил). Для этого широко использованы технологии снижения заметности («Stealth»). Важным, характерным для истребителей 5-го поколения конструктивным решением, снижающим заметность самолёта, является размещение штатного вооружения во внутренних отсеках. F-22 имеет и внешние подвески, но их применение ухудшает малозаметность и является компромиссным шагом с целью повысить универсальность самолёта.
Планер
Особенности геометрии самолёта (на немецком)
В конструкции планера самолёта доля полимерных композиционных материалов (ПКМ) составляет не менее 40 процентов (по другим данным 60 процентов), из них не менее 30 процентов приходится на термопластичные[источник не указан 17 дней] углепластики, широко применены радиопоглощающие материалы РПМ. В частности РПМ конструктивно оформляет кромки крыла самолёта. Большая часть конструкции выполнена из ПКМ на основе бисмалеимидов — класс термостойких полимеров, работоспособных при температурах до 230 градусов. Вторые по значению полимерные композиты представлены термопластичными углепластиками, в частности материалом Avimid K-III фирмы «Дюпон», к достоинствам которых, помимо прочности, ремонтопригодности и термостойкости, относятся лучшие характеристики допускаемой повреждаемости.
Контуры щелей, образующихся в местах соединения фонаря кабины с фюзеляжем, створки отсеков шасси и вооружения имеют пилообразную форму, что также обеспечивает эффективное рассеивание электромагнитной энергии и предотвращает её прямое отражение в направлении приемопередающей антенны РЛС противника. Крыло — ромбовидное, вертикальный стабилизатор V-образной формы.
Проектирование самолёта велось с учётом требований боевой живучести. По целому ряду данных[16][17], живучесть конструкции планера решена применительно к осколочно-фугасному зажигательному (ОФЗ) снаряду, составляющему основу боекомплекта российских 30-мм авиационных пушек.
Двигатели
Двигатели P&W F119-PW-100 с плоским реактивным соплом для снижения ИК-заметности
F-22 оснащен двумя турбореактивными двухконтурными двигателями с форсажными камерами (ТРДДФ) Pratt & Whitney F119-PW-100 с тягой 15876 кгс, и оснащенными управляемым в вертикальной плоскости вектором тяги. Данные двигатели имеют бесфорсажную тягу около 11000 кгс и позволяют самолёту совершать полёт на сверхзвуковой скорости без использования форсажа, что является важным тактическим преимуществом.
Сопла двигателей имеют плоскую форму, снижающую заметность самолёта в инфракрасном диапазоне. В конструкции сопловых устройств применен радиопоглощающий материал на основе керамики, который снижает радиолокационную заметность самолёта.
Бортовое оборудование
F-22 оборудован РЛС AN/APG-77 с активной фазированной антенной решёткой. Антенна такого типа состоит из 1500 приёмно-излучающих элементов. Основным достоинством такой антенны является электронное управление главным лепестком диаграммы направленности (аналог сканирования лучом) — нет нужды в механическом сканировании, что упрощает конструкцию и повышает надёжность работы. Дальность обнаружения крупной аэродинамической цели типа истребитель (ЭПР >3 м²) до 270—300 км, крылатая ракета (0,1-0,5 м²) — до 150 км, наземные цели — до 70 км.[18]
Вооружение
F-22 вооружен 20 миллиметровой пушкой M61A2 Vulcan, ракетами класса воздух-воздух AIM-120 AMRAAM и AIM-9 Sidewinder.
А также корректируемыми бомбами JDAM и управляемыми высокоточными авиабомбами класса SDB (Small Diameter Bomb) GBU-39.
Истребитель способен производить пуски ракет и сброс бомб из внутренних отсеков на сверхзвуковых скоростях. [19] [20] [21]
Плакат USAF, обзор основных особенностей и вооружения
Эксплуатация
По состоянию на октябрь 2010 года в ВВС США было передано 168 истребителей F-22[22]. По состоянию на июль 2010 года F-22 состоял на вооружении следующих частей ВВС США:
1-е Истребительное крыло, авиабаза Лэнгли, штат Виргиния 27-я Истребительная эскадрилья[23]
94-я Истребительная эскадрилья
192-е Истребительное крыло Национальной Гвардии, авиабаза Лэнгли, штат Виргиния 149-я Истребительная эскадрилья
325-е Истребительное крыло, Тиндалл (авиабаза), штат Флорида — центр подготовки пилотов. 43-я Истребительная эскадрилья[24]
49-е Истребительное крыло, Холломэн (авиабаза), штат Нью-Мексико[25] 7-я Истребительная эскадрилья
8-я Истребительная эскадрилья
44-я Группа Истребителей Резервного Командования ВВС, Холломэн (авиабаза), штат Нью-Мексико[26] 301-я Истребительная эскадрилья
53-е Крыло, Эглин (авиабаза), штат Флорида 422-я испытательно-оценочная эскадрилья[27]
57-е Крыло, Неллис (авиабаза), штат Невада — в 10 милях к северо-востоку от Лас-Вегаса 433-я эскадрилья боевого применения[28]
412-е испытательное крыло, Эдвардс (авиабаза), штат Калифорния — в 60 милях к северу от Лос-Анджелеса 411-я испытательная эскадрилья
3-е Крыло, Элмендорф (авиабаза), штат Аляска 90-я Истребительная эскадрилья[29][30]
525-я Истребительная эскадрилья
477-я Группа Истребителей Резервного Командования ВВС, Элмендорф (авиабаза), штат Аляска 302-я Истребительная эскадрилья
15-е Крыло, Хиккэм (авиабаза), штат Гавайи 19-я Истребительная эскадрилья[31]
154-е Истребительное крыло Национальной Гвардии, Хиккэм (авиабаза), штат Гавайи[32] 199-я Истребительная эскадрилья
В 2006 году были проведены учения «Норден Эйдж», в которых проводились учебные воздушные бои 12 истребителей F-22 с F-15, F/A-18C и F/A-18E. За первую неделю учений самолёты F-22 условно сбили 144 самолёта противника без потерь со своей стороны.[33]
F-22 не принимал участия в военной операции западной коалиции в Ливии по ряду причин. В ходе этой операции ВВС США сообщили, почему они не будут модернизировать системы связи F-22, а ещё несколькими месяцами ранее из-за подозреваемых неполадок бортовых систем генерации кислорода ввели временное ограничение на высоту полёта во время тренировочных вылетов[34].
Экономические показатели
Покраска первого серийного F-22 на заводе Lockheed Martin
Стоимость самолёта
На сегодняшний день, самолёт F-22 является самым дорогим истребителем, стоящим на вооружении в мире[8]. Себестоимость производства одного самолёта оценивается в 146,2 млн долларов (на 2008 год), а полная цена с учетом всех косвенных затрат и при ожидаемом объёме производства — 350 млн[35].
Иногда об F-22 говорят, что он «на вес золота»[36], что буквально соответствовало финансовым рынкам на февраль 2006 года — стоимость 19,7 тонн чистого золота (вес пустого F-22A) в этот период составляла те же 350 млн долларов[37].
При этом, F-22 не является самым дорогим самолётом в мире — самым дорогим является малозаметный бомбардировщик B-2 Spirit, каждый из которых обошёлся ВВС США без учёта НИОКР в 1,157 млрд долларов.[38], а с учётом НИОКР — в 2,1 млрд долларов[39].
По данным Главного контрольного управления (GAO) США, на конец 2010 года полная цена одного самолёта F-22 достигла 411,7 млн долларов[40][41].
Мойка «Раптора»
Эксплуатационные расходы
Эксплуатация F-22 также обходится очень дорого, что во многом связано с уязвимостью радиопоглощающего покрытия, дефекты на котором может вызвать даже обыкновенный дождь[42]. Газета The Washington Post со ссылкой на неназванных американских военных сообщает, что себестоимость лётного часа F-22 составляет $44 000 [42]. Тем не менее, трудоёмкость обслуживания у F-22 не является чрезмерно высокой — 30 человеко-часов на 1 час полёта[42]. Для сравнения, у истребителя третьего поколения F-4 «Фантом» II этот показатель составлял 35 чел.-ч, а у F-104 «Старфайтер», считавшегося сложным в обслуживании — 50 чел.-ч.[43]
На слушаниях в Сенате США объявили сообщение «Вашингтон Пост» необоснованным[44]:
— стоимость одного часа полёта F-22 составляет 19000 долларов, в то время, как для F-15 FY08 эта стоимость 17000 долларов США за час полёта;
— дождь, другие атмосферные осадки, климатические и погодные условия никак не влияют на работоспособность радиопоглощающих покрытий F-22 Raptor; процент боеготовности F-22 Raptor с 2004 по июль 2009 года увеличился с 62 до 68 процентов.
— Средний уровень боеготовности всего остального авиапарка составляет 64,5 %;
— трудоемкость межполётного обслуживания F-22 составляет 13 часов на 1 час полёта. По планам, на июль 2009 года трудоемкость должна была составлять 19 часов на 1 час полёта, а по окончании «взросления» должна быть доведена до 11 часов.
О некоторых проблемах с антирадарным покрытием также сообщалось в заметках журнала Air Force Magazine, опубликованных 13-20 июля 2009 года[45][46]. Как пишет журнал, проблема заключалась в том, что данное покрытие держалось в два раза меньше, чем это было предусмотрено. Однако далее говорится о решении данной проблемы и постояном улучшении качества покрытия, что позволило увеличить боеготовность F-22 до 68 %.
Лётные происшествия
Внешние видеофайлы
Видеозапись катастрофы YF-22A 25 апреля 1992 года
По состоянию на ноябрь 2010 года, в лётных происшествиях было потеряно четыре истребителя F-22 Raptor:
25 апреля 1992 года прототип YF-22A (сер. номер 87-0701) потерпел аварию при посадке на авиабазе Эдвардс и был списан.
20 декабря 2004 года F-22A (сер. номер 00-4014) разбился при взлёте с авиабазы Неллис, пилот катапультировался.[47]
25 марта 2009 года F-22A (сер. номер 91-4008) разбился в пустыне Мохаве штата Калифорния, рядом с авиабазой Эдвардс, во время испытательного полёта[48], 49-летний пилот Дэвид Кули погиб.[49]
16 ноября 2010 года F-22A Block 30 (сер. номер 06-4125) разбился в 160-ти километрах от Анкориджа при выполнении парного тренировочного полёта в 19:40 по местному времени. Пилот погиб.[50][51] Причиной катастрофы стала ошибка пилота[52].
[править] Тактико-технические характеристики F-22
Источники[53][54][55]
Технические характеристики
Проекции самолёта F-22A Размах крыла: 13,56 м
Длина самолёта: 18,90 м
Высота самолёта: 5,09 м
Площадь крыла: 78,04 м²
Площадь В. О.: 16,54 м²
Площадь Г. О.: 12,63 м²
Экипаж: 1 человек
Масса:
БРЭО: 858 кг
Пустого: 19700 кг
Нормальная взлётная: 30206 кг (100 % топлива)
Боевая: 25776 кг (52 % топлива)
Максимальная: 38000 кг
Нагрузка:
Нормальная: 1116 кг (6+2 УР)
Максимальная: 10370 кг
Топливо: 9367 кг
ПТБ: 7200 кг
Нагрузка на крыло:
при максимальной взлётной массе: 487 кг/м²
при нормальной взлётной массе: 387 кг/м²
боевая (6+2 УР, 52 % топлива): 330 кг/м²
Процентный состав материалов в конструкции планера:
Алюминиевые сплавы: 16 %
Титановые сплавы: 39 %
Композиты: 24 %
ЭПР: по данным различных источников, от 0,0001 до 0,3—0,4 м² (подробнее см. ниже)
Pratt & Whitney F119
Двигатель
Тип двигателя: 2х ТРДДФ Pratt & Whitney F119-PW-100
Статическая форсированная тяга: 15876 кгс
Тяговооруженность:
боевая (6+2 УР, 52 % топлива): 1,23
при нормальной взлётной массе: 1,05
при максимальной взлётной массе: 0,83
Трансзвуковой полёт над авианосцем Джон К. Стеннис
Лётные характеристики
Максимальная скорость: 2100 км/ч (2,0 М) (по другим данным 2600 км/ч (2,42 М)[56])
Максимальная бесфорсажная скорость: 1850 км/ч (1,78 М)[57]
Крейсерская скорость: 950 км/ч (0,9 М)
Дальность:
без ПТБ, боевая: 1900 км
без ПТБ, нормальная: 2500 км
100 % внутри + 2 ПТБ: 3330 км
100 % внутри + 4 ПТБ: 5700 км
на скорости 1,78 M: 1300 км
Боевой радиус: 760—1100 км
Практический потолок: 22000 м[56] [нет в источнике]
Максимальная эксп. перегрузка: 9,5 G
Потребная длина ВПП: 915 м
Обслуживание: 13 человеко-часов на час полёта[44] (по другим данным 30[42])
Скорость крена: 1,745 рад/с (100°/сек)
Расчётный ресурс самолёта: 8000 ч
Рабочее давление гидросистемы: 560 кг/см²
РЛС с АФАР APG-77
Авионика
Источники[42][58][59][60]
БРЛС: РЛС с АФАР APG-77
Максимальная дальность обнаружения: до 210 км (по другим данным до 270—300 км)
Масса: 553,7 кг
Потребляемая мощность: 16533 Вт
Объём: 0,565 куб.м
Расход охлаждающего воздуха: 4,38 кг/мин
Расход охлаждающей жидкости: 33,9 л/мин
Диаметр АФАР: 0,813 м
масса: 219,1 кг
Объём: 0,275 м³
Рассеиваемая мощность: 8278 Вт
Расход охлаждающей жидкости: 11,3 л/мин
F-22 на фоне вечернего неба '''AN/ALR-94''' Станция предупреждения об облучении, состоит из 30 датчиков, расположенных в фюзеляже, позволяет получать информацию о радиолокационной обстановке и применять оружие, дальность действия 250 миль
'''AN/AAR 56''' ИК система предупреждения о ракетной атаке[61]
ЭПР F-22
В опубликованной в «Вестнике Российской Академии Наук» том 73, № 9, с. 848 (2003) статье «Фундаментальные и прикладные проблемы стелс-технологий» в основу которой положено научное сообщение на Президиуме РАН, авторы Погосян, Михаил Асланович — чл.-корр. РАН, директор ГУП авиационно-промышленного комплекса «Сухой» и Лагарьков, Андрей Николаевич — чл.-корр. РАН, директор Института теоретической и прикладной электродинамики Объединенного института высоких температур РАН, дают такую оценку ЭПР истребителя F-22, цитата[62]:
«Если в 1980-х годах самолёты типа F-15 имели ЭПР более 10 м² то у модернизированного авиационного комплекса ЭПР составляет 1—1.5 м², а у перспективных авиационных комплексов пятого поколения, таких как F-22, JSF, — 0.3 м²"»
— «Фундаментальные и прикладные проблемы стелс-технологий»
1 марта 2010 года Премьер-министр Владимир Путин посетил[63] Опытно-конструкторское бюро «Сухого». Во время визита, главный конструктор самолёта ПАК-ФА Т-50 — А. Н. Давиденко сказал следующее[64]:
«Самолёты четвертого поколения — российские Су-27 или американский F-15 — имеют коэффициент отражённой поверхности, характеризующий радиолокационную заметность самолёта, в пределах 12 м². У самолёта F-22 (американский истребитель пятого поколения) — 0,3-0,4 м². У нас аналогичные требования к заметности»
— А.Н.Давиденко об ЭПР F-22 и ПАК-ФА
Существует и другая точка зрения на показатели ЭПР, опубликованная на сайте GlobalSecurity.org, в статье, посвященной F-35:
According to November 2005 reports, the US Air Force states that the F-22 has the lowest RCS of any manned aircraft in the USAF inventory, with a frontal RCS of 0.0001~0.0002 m², marble sized in frontal aspect. According to these reports, the F-35 is said to have an RCS equal to a metal golf ball, about 0.0015 m², which is about 5 to 10 times greater than the minimal frontal RCS of F/A-22. The F-35 has a lower RCS than the F-117 and is comparable to the B-2, which was half that of the older F-117. By comparison, the RCS of the Mig-29 is about 5 m².
— F-35 Joint Strike Fighter (JSF) Lightning II
Сайт F-16.net позднее опубликовал данные о характеристиках F-22 со ссылкой на компанию Lockheed Martin:
Repeating from a statement from November, 2005, the company says that the F-22s over-performance includes a radar cross section that is «better» than was contracted for. That classified requirement has been calculated at a −40 dBsm, about the size of a steel marble.
— F-16.net
Судить о достоверности данных, предоставляемых американскими и российскими специалистами в данный момент сложно, потому что F-22 Raptor ещё никогда не принимал участие в боевых действиях, однако, можно сделать некоторые выводы, учитывая практику боевого применения малозаметных ударных самолётов F-117: в ходе войны НАТО против Югославии был сбит один (данные различных источников расходятся, по заявлениям США, был потерян только один самолёт, по данным российского исследователя Владимира Ильина, ссылающегося на сербские источники — три[65]) F-117 и ещё один был поврежден, совершил вынужденную посадку[65]. Уничтоженный самолёт был сбит зенитно-ракетной системой С-125 (ракетой 5В27Д 1976 года выпуска производства завода АВИТЕК[66]), способной атаковать цели с ЭПР не менее 0,3—0,5 м² (в зависимости от модификации)[67], однако, заявленная американцами эффективная поверхность рассеивания F-117 составляет 0,025 м²[68][69], что делало бы невозможным его обнаружение и, тем более, уничтожение данной зенитно-ракетной системой. Этот факт может свидетельствовать о дезинформации как с американской стороны (о реальной ЭПР самолётов), так и с российской (о реальных возможностях зенитно-ракетных систем).
